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钠冷快堆是第四代先进反应堆中最有可能实现商业运行的堆型,具有功率密度大,能动停堆安全性好等特点,但在发生堆芯解体事故时,金属燃料与包壳低温共熔形成的合金以及熔融燃料与冷却剂钠相互作用之后的破碎程度,直接影响事故堆芯的再冷却能力。本文针对钠冷快堆严重事故下堆芯熔融物-冷却剂相互作用(FCI)实施了一系列实验研究。实验工况是铝质量为10g,接触界面温度分别处在579℃≤Ti≤834℃之间;铜质量为20g50g,接触界面温度处在906℃≤Ti≤1282℃之间;其中以铝模拟钠冷快堆严重事故下堆芯共熔金属材料,铜模拟金属燃料。同时为了弥补涉钠FCI不可视的缺点以及和轻水堆FCI破碎现象对比,并进行了不同温度和质量的伍德合金-水相互作用实验,其中伍德合金质量110g,65℃≤Ti≤313℃。研究发现随着熔融物温度的升高,熔滴整体的破碎效果越来越好。铝熔滴以Ti=728℃为转折点温度,当Ti<728℃时,铝熔滴的破碎程度受熔融物温度变化的影响很大,表征熔融物破碎程度的碎片质量中位直径Dm以及无量纲数Dm/D0整体分布趋势较为分散;Ti>728℃时,随着熔融物温度的升高,熔滴碎片尺寸的变化并不明显。铜熔滴质量为20g和50g时分别以Ti=1066℃和1069℃为转折点温度,当Ti小于转折点温度时,随着熔融铜温度的升高,其破碎程度越来越趋向于细粒化,且变化显著;当Ti大于转折点温度时,熔滴的破碎程度几乎不受温度变化的影响;并且通过对比不同初始质量的铜连续滴碎片尺寸发现,熔滴的破碎程度不受初始熔融物质量的影响。通过与单个滴实验结果对比发现,在同样的热力和水力条件下,当Ti小于转折点温度时,连续滴的破碎程度要比单个滴剧烈;当Ti大于转折点温度时,熔滴的破碎程度与下落形态无关。伍德合金以Ti=100℃为转折点温度,当Ti<100℃时,熔滴质量是影响熔滴破碎的因素;当100℃<Ti<313℃时,熔滴质量对其破碎程度的影响不大,温度是影响破碎的主要因素;而当Ti≥313℃(水均相成核温度)时,熔滴温度以及质量的变化对熔滴破碎程度几乎无影响。通过分析铝和铜的典型碎片以及伍德合金-水相互作用破碎过程,表明熔滴破碎机理与Sugiyama提出的钠卷吸模型一致。这些研究可为钠冷快堆事故堆芯再冷却能力以及安全设计提供一定的技术支持和参考。